《波粒二象性作業(yè)》PPT課件.ppt

1、第十九章 波粒二象性,(一) 選擇題,1. 在一般溫度下，普通物體主要輻射（）,可見(jiàn)光 B.紅外光 C.紫外光 D.激光,2. 當(dāng)物體因輻射而消耗的能量等于從外界吸收的能量時(shí)，物體的熱輻射過(guò)程達(dá)到平衡，這時(shí)物體有確定的（）,單色輻出度 B.單色吸收比 C.溫度 D.發(fā)光波長(zhǎng),A.向長(zhǎng)波方向移動(dòng) B.向短波方向移動(dòng) C.先向短波方向移動(dòng)，后向長(zhǎng)波移動(dòng) D.不受溫度變化的影響,3.隨著黑體輻射溫度的升高，對(duì)應(yīng)于最大單色發(fā)射強(qiáng)度的波長(zhǎng)將( )。,4.由普朗克假設(shè)，黑體輻射過(guò)程中諧振子吸收或發(fā)射能量是不連續(xù)的，最小能量值大?。ǎ?A.與振子振幅成正比；B.與振子頻率成正比； C.與振子數(shù)量成正比； D

2、.與黑體溫度成正比。,A.散射方向 B.散射物質(zhì) C.散射方向和散射物質(zhì) D.入射波長(zhǎng)和散射方向,5.在康普頓效應(yīng)中，波長(zhǎng)的改變量?jī)H決定于()。,6.在康普頓效應(yīng)中，光子與電子碰撞前后二者的動(dòng)量、能量關(guān)系是（）,A.能量守恒，動(dòng)量不守恒； B.能量不守恒，動(dòng)量守恒； C.能量、動(dòng)量都守恒； D.能量、動(dòng)量都守恒。,8.在300K時(shí)達(dá)到熱平衡的中子，其平均德布羅意波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)為（）,7.由玻爾氫原子理論可知，當(dāng)氫原子由n=3的激發(fā)態(tài)向低能躍遷時(shí)可發(fā)射()。,A.一種波長(zhǎng)的光；B.兩種波長(zhǎng)的光 C.三種波長(zhǎng)的光D.超過(guò)三種波長(zhǎng)的光,10.關(guān)于微觀粒子的測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（）,9.下列哪

3、個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了德布羅意關(guān)于實(shí)物粒子具有波動(dòng)性的假說(shuō)()。,A.黑體輻射實(shí)驗(yàn) B.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn) C.康普頓效應(yīng)實(shí)驗(yàn)D.戴維遜-革末實(shí)驗(yàn),A.測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系反映了微觀粒子的波粒二象性 B.測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系反映了測(cè)量?jī)x器的缺陷 C.測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系反映了對(duì)微觀粒子的測(cè)量方法不完善，需要改進(jìn) D.測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系反映了微觀粒子的能量守恒、動(dòng)量不守恒,11.電子顯微鏡中的電子從靜止開(kāi)始通過(guò)電勢(shì)差為U的靜電場(chǎng)加速后，其德布羅意波長(zhǎng)是0.04nm，則U約為(),A.150VB.330VC.630VD.940V,12.要使處于基態(tài)的氫原子受激發(fā)后能發(fā)射賴曼系（由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)射的各譜線的譜線系）的最長(zhǎng)波長(zhǎng)的譜線，至少應(yīng)向基態(tài)氫原

4、子提供的能量是（）,A.1.5eV B.3.4eV C.10.2eV D.13.6eV,13.如圖所示，一束動(dòng)量為P的電子，通過(guò)寬度為a的狹縫，在距離狹縫為R處放置一熒光屏，屏上衍射圖樣 中央最大寬度d等于(),14. 下列各物體，屬絕對(duì)黑體的是（）,不輻射可見(jiàn)光的物體 B.不輻射任何光線的物體 C.不能反射可見(jiàn)光的物體 D.不能反射任何電磁波的物體,15.按玻爾理論，當(dāng)氫原子中某個(gè)軌道的電子向半徑較大的軌道躍遷時(shí)，它的（）,A.總能量變大 B.動(dòng)能變大 C.角動(dòng)量變小 D.勢(shì)能變小,1.根據(jù)基爾霍夫定律，在相同的溫度下，同一波長(zhǎng)的輻射本領(lǐng)與吸收率之比對(duì)于所有物體都是 的，是一個(gè)取決于 和 的

5、函數(shù)。,3.瑞利和金斯為了從理論上找出符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的函數(shù)式，推導(dǎo)出瑞利-金斯公式。該公式在短波段會(huì)得出輻射能量發(fā)散的結(jié)果，在物理學(xué)史上稱為 。,紫外災(zāi)難,(二) 填空題,相同,波長(zhǎng),溫度,2.按照黑體輻射實(shí)驗(yàn)定律，絕對(duì)黑體的輻出度與其熱力學(xué)溫度的次方成正比。,四,4.在做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先用波長(zhǎng)為 的激光束1，全部入射到某金屬表面上，產(chǎn)生的光電流 ，在換用波長(zhǎng) 的激光束2，全部入射到該金屬表面上，產(chǎn)生的光電流 。設(shè)激光束1、2的功率相同，但 是 ，則飽和光電流 與 間的大小關(guān)系為 。,5.光子波長(zhǎng)為，動(dòng)量的大??；則其動(dòng) 能；質(zhì)量是 。,8.在氫原子光譜中，由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的賴

6、曼系譜線中，最長(zhǎng)的波長(zhǎng)是 。,121.52nm,7.康普頓效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和理論解釋進(jìn)一步揭示了光的 性，并且也證實(shí)了在微觀粒子相互作用過(guò)程中， 守恒定律和 守恒定律依然成立。,量子,能量,動(dòng)量,6.在康普頓效應(yīng)中，光子與束縛較弱電子碰撞時(shí)，光子能量 ，波長(zhǎng) ；光子與束縛較緊電子碰撞時(shí)，能量 ，波長(zhǎng) 。,減小,增大,不變,不變,10.實(shí)物粒子與光一樣具有，計(jì)算物質(zhì)波波長(zhǎng)的公式是。低速粒子的物質(zhì)波公式是，初速為零的電子在電勢(shì)差為U的電場(chǎng)中加速后，其物質(zhì)波的公式是_。,波粒二象性,11.電子顯微鏡中的電子從靜止開(kāi)始通過(guò)電勢(shì)差為U的靜電場(chǎng)加速后，其德布羅意波長(zhǎng)是0.04nm，則U約為 。,940V,9.按

7、玻爾理論，當(dāng)電子轟擊基態(tài)氫原子時(shí)，如果僅產(chǎn)生一條光譜線，則電子的能量范圍是 。,15.在玻爾理論中，電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道的量子化條件是。,12.在玻爾理論中，當(dāng)氫原子某個(gè)軌道的電子向半徑較大軌道躍遷時(shí)，它的總能量變，動(dòng)能變，角動(dòng)量變。,大,小,大,13.當(dāng)光子與電子的波長(zhǎng)均為10-10m時(shí)，它們的動(dòng)量值，總能量值。,14.測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系表明，不能同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量出微觀粒子的和.,相同,不同,位移和動(dòng)量,能量和時(shí)間,16.按照普朗克在1900年發(fā)表的能量子假說(shuō)，輻射物質(zhì)中具有帶電的線性諧振子，其能量只能取某一最小能量值的整數(shù)倍，對(duì)頻率為v的諧振子來(lái)說(shuō)，最小能量為 。,(三) 計(jì)算題,1.假設(shè)太陽(yáng)和

8、地球都可以看做黑體，各有其固定的表面溫度，地球的熱輻射能源全部來(lái)自太陽(yáng)，現(xiàn)取地球表面溫度 ，地球半徑 ，太陽(yáng)半徑 ，太陽(yáng)與地球距離 ，求太陽(yáng)表面溫度 。,解：地球單位時(shí)間輻射的總能量為,太陽(yáng)單位時(shí)間輻射的總能量為,2.利用單色光和金屬鈉作光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得當(dāng) 時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能1.85eV，當(dāng) 時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能0.82eV，由此估算普朗克常量h的數(shù)值。,解：,解：,3.用于康普頓實(shí)驗(yàn)中X射線波長(zhǎng)當(dāng)散射角為 90時(shí)，求（1）x 射線波長(zhǎng)的改變量；（2）碰撞電子所獲得的動(dòng)能；（3）電子所獲得的動(dòng)量。,4.在康普頓散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射光的波長(zhǎng)分別為 的X射線和500nm的可見(jiàn)光時(shí)，反沖電子所

9、獲得的最大能量為多少？并分析其結(jié)果。,解：波長(zhǎng)的最大該變量為,反沖電子獲得的最大能量,對(duì)于X射線,對(duì)于可見(jiàn)光,計(jì)算表明，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的光子傳遞給電子的能量很小，而且此時(shí)光子的能量很低，原子中的束縛電子不能當(dāng)做靜止的自由電子來(lái)討論。,5.氫原子光譜的巴爾末線系中，有一光譜的波長(zhǎng)為434nm，試求： (1)與這一譜線相應(yīng)的光子能量為多少電子伏特？ (2)該譜線是氫原子由能級(jí)En躍遷到Ek產(chǎn)生的n,k 各是多少？ (3)大量氫原子從n=5能級(jí)向下能級(jí)躍遷，最多可 發(fā)射幾個(gè)線系，共幾條譜線？請(qǐng)?jiān)跉湓幽芗?jí) 圖中表示出來(lái)，并標(biāo)明波長(zhǎng)最短是哪一條線？,解：,波長(zhǎng)最短E最大,這里：k=2, 于是有,6.當(dāng)

10、氫原子放射出光子時(shí)，試計(jì)算由于氫原子的反沖所引起的光波波長(zhǎng)的變化。,解：設(shè)氫原子起初靜止，發(fā)射光子前后的能量和動(dòng)量分別為： 。設(shè)氫原子不發(fā)生反沖時(shí)，光子的頻率為 ，即 有反沖時(shí)發(fā)射光子的頻率為 ，由能量守恒及動(dòng)量守恒，有,6.當(dāng)氫原子放射出光子時(shí)，試計(jì)算由于氫原子的反沖所引起的光波波長(zhǎng)的變化。,可見(jiàn)，在原子光譜范圍內(nèi)，由核反沖引起的發(fā)射光波長(zhǎng)的變化可以忽略不計(jì)，同樣由核反沖引起的吸收光波長(zhǎng)的變化也可以忽略不計(jì)，所以，原子可以吸收同種原子吸收的光,7. （不要求）,8. （不要求）,9.在康普頓效應(yīng)中，已知入射光波長(zhǎng)為1nm，求在 90方向上所散射的X射線波長(zhǎng)。,解：,10.已知 x 光光子的能量為0.6MeV，在康普頓散射之后波長(zhǎng)變化了20%，求反沖電子獲得的能量。,解：,11.一個(gè)粒子被限制在長(zhǎng)度為1的范圍（即原子直徑），確定其動(dòng)量的不確定度。,解：,12.如圖所示，一束動(dòng)量為P的電子，通過(guò)寬度為a的狹縫，在距離狹縫為R處放置一熒光屏，求屏上衍射圖樣中央最大寬度d。,解：,13.具有能量為15eV的光子被處于基態(tài)的氫原子的電子所吸收，試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明此電子將如何運(yùn)動(dòng)。,解：,電子被電離，變成自由電子。,14.一束均勻黃光(600nm)強(qiáng)度8.010-8W/m2， （1）計(jì)算一個(gè)光子的能量；（2）每秒鐘有多少 光子通過(guò)面積為1cm2的垂直與光束的截面。,